قالب ‌گیری تزریقی پلی‌ کربنات - بخش دوم

هر آنچه که درمورد قالب ‌گیری تزریقی پلی‌ کربنات باید بدانید

بخش دوم

عیوب رایج قالب ‌گیری تزریقی پلی‌ کربنات و علل مهندسی آنها

نقص‌های قالب ‌گیری پلی کربنات الگوهای بسیار مشخصی دارند. اگر مدتی است که قالب ‌گیری کرده‌اید، احتمالا بیشتر آنها را به محض خارج شدن قطعه از پرس تشخیص می‌دهید. برخی از این مشکلات متداول در قالب گیری PC را باهم بررسی می‌کنیم.

1. رگه‌های نقره‌ای و شیارهای پهن: فرایند Splay یا پخش شدن زمانی ظاهر می‌شود که رطوبت یا برش بیش از حد، وزن مولکولی پلی کربنات را کاهش می‌دهد. گریدهای شفاف این نقص را تشدید می‌کنند و حتی خطاهای جزئی خشک کردن را نیز دچار مشکل خواهند کرد. درصورت مشاهده Splay، حتی پس از خشک شدن مناسب، نقص بعدی ممکن است برش دروازه باشد.

2. زرد شدن و تخریب حرارتی: زردی موضعی معمولا در نقاطی که نیروی برشی بیشتری متحمل می‌شوند یا جایی که پلاستیک مذاب برای مدت طولانی در سیلندر می‌ماند، ظاهر می‌شود. به جای رنگ کهربایی یکنواخت که از پیرسازی طولانی مدت ناشی می‌شود، این زردی به صورت لکه لکه و با محدودیت‌های جریان خاص مرتبط است. مهندسان اغلب قبل از تنظیم دما، اندازه دریچه، زمان ماندگاری سیلندر و تهویه را بررسی می‌کنند.

3. جت زدن پلاستیک مذاب در قالب جتینگ: جت زدن یا جتینگ از پروژه‌ای به پروژه دیگر یکسان به نظر می‌رسد؛ یک رشته نازک و طناب مانند که با سطح ترکیب نمی‌شود. به راحتی می‌توان آن را از چند فوت دورتر تشخیص داد. این اتفاق زمانی می‌افتد که پلاستیک مذاب خیلی سریع از دریچه خارج شده، در هوا گرمای خود را از دست داده و قبل از تشکیل یک لایه یکنواخت روی فولاد فرود می‌آید.

4. ضعف خط جوش و تمرکز تنش در بتن پلیمری: خطوط جوش پلی کربنات به طور ذاتی ضعیف‌تر هستند؛ به ویژه در دماهای پایین‌تر قالب. مهندسان اغلب درطول آزمایشات فشار مونتاژ متوجه سفید شدن در امتداد خط جوش می‌شوند. هنگامی که دمای حفره افزایش می‌یابد و درنتیجه، جریان نیز به دمای بالاتری می‌رسد، استحکام جوش به سرعت تثبیت خواهد شد.

5. انقباض، تاب برداشتن و رفتار ابعادی پلی کربنات: پلی کربنات کمتر از پلاستیک‌های نیمه بلوری منقبض می‌شود اما اگر خنک ‌سازی یکنواخت نباشد، تنش داخلی را ذخیره می‌کند که بعدا درطول مونتاژ یا آزمایش خود را نشان خواهد داد.

نرخ‌های معمول انقباض برای گریدهای پلی کربنات

پلی کربنات بدون پرکننده معمولا بین 0.5 تا 0.7 درصد انقباض دارد. به عبارت دیگر، پلی کربنات تقویت‌ شده با الیاف شیشه انقباض را کاهش داده و تاب خوردگی جهت‌دار را افزایش می‌دهد. مهندسانی که محفظه‌های ساخته شده از PC را طراحی می‌کنند، به سرعت متوجه می‌شوند که جهت‌ گیری قالب رابطه مستقیمی با شکل نهایی دارد.

یکنواختی خنک‌ کنندگی و مدیریت فشار داخلی

فشار داخلی زمانی آشکار می‌شود که قطعات در اطراف محل اتصال سفید شوند یا درطول آزمایش گشتاور ترک بخورند. مهندسان اغلب این را به عنوان "قطعه سخت‌تر از آنچه باید باشد" توصیف می‌کنند که معمولا به شما می‌گوید که خنک‌ کاری ناهموار بوده یا قالب گیری خیلی زود تمام شده است. دمای بالاتر قالب و خطوط خنک‌ کاری متعادل این مشکلات را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند.

کاربردهای قالب‌ گیری تزریقی پلی‌ کربنات

قطعات ساخته شده از پلی کربنات در صنایعی ظاهر می‌شوند که در آنها وضوح، استحکام و تکرارپذیری ابعادی بیش از هزینه رزین اهمیت دارد.

1. قطعات نوری و اجزای شفاف ساخته شده از پلی کربنات: پلی کربنات شفاف معمولا در ساخت محافظ‌های ماشین، پوشش‌ها، پنجره‌های حسگر و قطعات روشنایی استفاده می‌شود. هر کسی که پلی کربنات نوری را قالب‌ گیری کرده باشد، می‌داند که دمای قالب و یکنواختی خنک شدن، 80 درصد از نتیجه را تعیین می‌کنند.

2. محفظه‌های سازه‌ای و مکانیکی با استفاده از رزین پلی کربنات: بدنه‌های ساخته شده از PC در ابزارهای دستی، لوازم الکترونیکی و پوشش‌های مکانیکی عملکرد خوبی دارند. طراحان از این جهت به PC تکیه می‌کنند که مقاومت ضربه‌ای آن از شکست‌های شکننده‌ای که در پلاستیک‌های معمولی رایج است، جلوگیری می‌کند.

3. صنعت خودرو، پزشکی و الکترونیک: برای ساخت قطعات روشنایی خودرو، پوشش‌های پزشکی و محفظه‌های الکترونیکی مقاوم اغلب از PC استفاده می‌کنند. این محیط‌ها به موادی نیاز دارند که بتوانند بدون خارج شدن از محدوده تحمل، در برابر گرما، لرزش و ضربه مقاومت کنند.

مقایسه قالب گیری تزریقی PC و ABS

پلی کربنات (PC) و اکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS) اغلب در انتخاب مواد با هم رقابت می‌کنند، اما رفتار قالب‌ گیری آنها به ندرت قابل تعویض است.

1.تفاوت‌های مکانیکی در رفتار پردازشABS : به راحتی جریان یافته و در قالب‌های سردتر نیز قابل استفاده است؛ اما پلی کربنات این‌طور نیست. خطوط جوش در ABS معمولا در دماهای پایین‌تر قابل قبول هستند، درحالی که خطوط جوش PC ضعیف و قابل مشاهده هستند؛ مگر اینکه قالب داغ باشد. بسیاری از طراحان این موضوع را زمانی متوجه می‌شوند که قطعات PC و ABS روی یک ابزار مشابه و بدون تنظیم دمای قالب نمونه ‌برداری می‌شوند.

2. جایگزین کردن ABS با PC: وقتی قطعه باید در برابر ضربه‌های مکرر، دمای بالا یا بارگذاری مکانیکی بالا مقاومت کند، PC انتخاب بهتری است. مواد به کار رفته در ساخت قطعات شفاف تقریبا همیشه به طور پیش‌ فرض PC است زیرا ABS از وضوح نوری بالایی برخوردار نیست.

PC زمانی ارزش خود را نشان می‌دهد که یک قطعه به وضوح، استحکام ضربه یا پایداری طولانی مدت در چرخه‌های حرارتی نیاز داشته باشد. پس از ایجاد پنجره فرآیند، PC در حجم‌های تولید بزرگ رفتار قابل پیش‌ بینی دارد. بسیاری از مهندسان PC را نه به دلیل قالب‌ گیری آسان، بلکه به این دلیل انتخاب می‌کنند که پس از فراهم شدن شرایط صحیح، عملکرد ثابتی دارد. اگر پروژه شامل پوشش‌های شفاف، محفظه‌های مقاوم در برابر ضربه یا اجزایی است که باید شکل خود را در برابر گرما یا فشار مکانیکی حفظ کنند، پلی کربنات ماده‌ای است که ارزش ارزیابی دارد. اما ناگفته نماند در انتخاب PC چند نکته را باید درنظر گرفت.

1. چرا حتی وقتی PCخشک شده است، باز هم پخش می‌شود؟

این کار معمولا به این دلیل است که رطوبت هنگام جابجایی دوباره وارد شده یا برش دروازه خیلی زیاد است.

2. چه دمای قالبی برای PCگرید نوری بهترین عملکرد را دارد؟

دمای بین 110 تا 120 درجه سانتیگراد بهترین دما برای قالب گیری PC گرید نوری است؛ دمای پایین‌تر باعث ایجاد کدری یا رد جریان می‌شود.

3. چرا خطوط جوش PCدر حین مونتاژ سفید می‌شوند؟

دمای پایین قالب یا انجماد زودهنگام، جوش PC را ضعیف و مستعد سفید شدن می‌کند.

4. چه چیزی باعث جت زدن مواد در قالب گیری PCمی‌شود؟

علت این کار یک جریان مذاب سریع و سفت است که ازطریق یک دریچه کوچک یا با زاویه نامناسب به داخل حجم باز قالب رها می‌شود..

5. آیا PC پرشده با شیشه بیشتر از PC بدون شیشه تاب برمی‌دارد؟

جمع ‌شدگی کلی PC پرشده با شیشه در قرایند قالب گیری کمتر است اما تاب‌ خوردگی جهت‌دار بیشتری درمقایسه با PC بدون شیشه به دلیل جهت ‌گیری الیاف دارد.

6. چه زمانی می‌توان ABS را به جای PC انتخاب کرد؟

زمانی می‌توان ABS را به جای PC انتخاب کرد که شفافیت، مقاومت در برابر ضربه، پایداری حرارتی یا بارگذاری سازه‌ای طولانی مدت اهمیت زیادی داشته باشد.